基于热释电红外传感器的多节点定位系统研究与设计

针对热释电红外传感器(PIR)在人体探测领域中越来越广泛的应用,研究设计了一种基于PIR的检测定位系统,可实时完成对人员目标入侵探测区域时的检测与定位,并预推出人员目标的行进轨迹;该系统由多个PIR感知节点组成,每个感知节点通过传感在动、静两种状态下对探测区域进行信息采集;最终融合多节点与不同状态下传感器采集的数据,算出各个传感器的探测角度值,以交叉定位的算法,得到目标的定位坐标;经实验证明,该系统运行稳定,检测灵敏,定位效果很好,拓宽了热释电传感器在定位定向方面的使用范围。     

基于热释电红外传感技术测距的时间差法研究

利用热释电信号幅值法进行目标测距会产生较大的误判,因为输出信号幅值受诸多因素(目标个体差异、穿着服饰、传感器安放位置)的影响。在不附加光学装置或菲尼尔透镜时热释电传感器通常仅能够短距离地感知动目标的存在与否,并不能辨别其出现和距离。使用加装红外透镜的方法将传感器的感知范围延伸至30 m。在对采集到的大量信号进行特征分析后发现模拟信号峰—峰值时间差与动目标距节点间的距离存在线性关系,利用这种关系实现了30 m可探测范围内较高精度的测距。该方法与信号幅值测距法相比,可明显地提高测距的可靠性和准确性。     

MEMS热电堆传感器的红外探测系统

为了实现远距离红外目标的运动和静止状态的识别,设计了基于热电堆红外传感器的红外探测系统,系统包括梯析(GRIN)透镜、微系统(MEMS)热电堆传感器、信号调理电路、数据采集电路和识别算法.探测结果表明:在相同光路系统的情况下,探测系统实现了比热释电系统更远的探测距离,实现了动态目标和静态目标的识别,并基于探测目标温度、辐射面积的区别,实现了人、车辆和其他红外目标的分类识别,可为红外目标的探测识别提供一种新的解决方案.     

基于PIR Sensor的单目标跟踪系统的设计与实现

针对基于热释电红外传感器的人体跟踪系统在实际环境中,由于受环境噪声和硬件参数影响而误差较高的问题,本文提出了一种基于热释电红外传感器PIR Sensor(Pyroelectric Infrared Sensor)的高精度人体目标跟踪方案。该方案首先对检测区域内运动人体热辐射的红外信号特征进行了提取,然后利用PIR Sensor定位节点自身几何参数和探测数据,得到初步定位结果。最后通过Kalman滤波算法对初步定位结果进行滤波处理并更新目标的状态信息,实现对检测区域内人体目标的定位与跟踪。实验表明,该系统的跟踪误差与同类跟踪系统相比降低了71.96%,证明了该系统具有较高的跟踪精度。     

自制人体红外探测控制器

本文介绍的人体红外探测控制器,采用S02双元件PIR传感器,菲涅耳透镜、TWH9502智能型专用检测控制集成电路以及造型美观的ABS塑料外壳等元器件组成,具有探测灵敏度高、实用性强、容易自制、无须调试等特点。只要其它元件选择无误,均可达到较好的使用效果。这种能探测人体的控制器,可广泛应用于保安、防盗报警系统或自动灯、自动门、自动迎客广告牌以及高档玩具等。主要器件简介传感器S02,是感知人体红外信息的重要器件,外型及引出脚见图1,内部结构见图2。它由窗口过滤光晶     

液压支架电控系统人员感知模块设计

针对液压支架动作范围内的人员感知需求,提出了一种液压支架电控系统人员感知模块的设计方案,介绍了该模块的设计原理及软硬件设计方案。该模块采用微波和红外探测方式检测人员存在,采用模糊路基数码分析算法实现全范围温度补偿,提高了人员感知的准确性和稳定性。     

一种新型PIR人体探测技术研究

为了提高被动式红外(PIR,passive infrared)探测器的工作性能,从改进PIR探测器空间布局和信号处理入手,提出一种基于复合式布局的PIR探测器人体探测的新方法.采用双PIR探测器复合式布局,通过GA算法得到其最优布局.当人体在探测区域内运动时,两探测器同时多角度检测人体移动情况.验证实验结果表明,提出的新检测方法能使设计的PIR探测器有效且可靠地检测和识别人体的移动情况.该检测方法适用于基于PIR传感的人体移动的智能检测和识别系统.     

数控机床轴动检测的红外传感器设计

介绍了一种利用红外传感器实现数控机床轴动检测的方法，给出了详细的红外发射及接收电路。在系统的设计中采用ASK调制技术，提高了红外传输距离，具有良好的稳定性和抗干扰能力。使用情况表明，该系统能准确及时的检测，大大降低了数控机床的故障率。该系统已投入实际应用，效果理想。     

用于机械臂末端感知的激光测距传感器设计

为了提高轻型机械臂的末端感知及操作能力,研制了一种用于轻型机械臂末端感知的近距离大测量范围的高集成化微小型激光测距传感器.基于三角法测距原理,以线阵CCD作为光敏感元件,以FPGA作为主控器,根据传感器分辨率的分布要求设计光学系统,使传感器具有测距范围大、测量最近距离近和测量速度快的显著优点.传感器利用光机电一体化设计思想,采用柔性PCB折叠电路、微小型光学元件和机械封装,实现了高集成化微型化设计.所研制的激光测距传感器测距范围为25mm~350mm,体积47mm×50mm×15mm,质量70 g,测量时间1 ms.实验结果表明,该测距传感器易于集成于机械臂控制系统,适用于末端感知,能够有效提高轻型机械臂末端定位精度.     

一种微小型遥控光电侦察球系统设计

为了实现无人值守的遥控侦察,设计了一种微小型的遥控光电侦察球系统.系统采用音频触发CCD阵列联动的多传感器集成技术、凝视型全视场半球空间探测方式、多种工作模式切换的低功耗管理以及无线遥控传输技术.通过实验,证明系统能够实现全视场无人值守探测,成像探测距离达到8 m以上,音频探测距离达到3 m以上,连续工作时间达到1 h.该系统能够产品化,可以大量用于实际的反恐无人侦察.     

基于动态下使用热释电传感器的新型目标探测方法的研究

为了增大热释电型红外传感器的探测范围,提高热释电传感器的探测灵敏度,提出了一种可实现大范围目标检测并且具有高灵敏性的热释电传感器的新型使用方法;该方法使热释电传感器在步进电机的带动下匀速转动,在周围环境基本不变的情况下,记录下其波形作为初始波形,在没有目标进入探测范围的情况下,波形将保持一定的规律基本不变;一旦目标进入传感器的探测范围,将打破原始波形规律,传感器即输出报警信号。由于热释电传感器是匀速转动的,所以一个热释电传感器就能对360°范围进行检测,大大扩大了热释电传感器的探测范围,并且当目标进入探测区域后即使静止不动依然会被动态下的传感器探测出来,解决了热释电传感器不能探测静止目标的问题,大大提高了热释电的灵敏度;该方法进一步拓展了热释电传感器的使用范围,进一步提升了热释电传感器在安防和智能家居系统中的应用。     

无线传感器网络中的被动式红外传感器模型研究

针对公共安全的需要，利用无线传感器网络系统进行区域监控已然成为趋势。通过对系统的物理结构分析提出了一种被动式红外传感器模型。该模型对配备被动式红外传感器的无线传感网络的系统设计具有指导意义。传感器节点的测试以及实时系统的试验验证了模型的可靠性。     

具有抗环境热源干扰的热释电探测器的应用研究

热释电型探测器实际是一种对温度敏感的传感器.由于各种外界环境都可能产生一定的温度场变化,因此热释电型探测器难免受到外界干扰而引入误差.根据热释电敏感元件的探测原理,本文提出一种对正负脉冲信号和连续正负脉冲信号进行对称峰值检测的方法.若检测到的热释电信号为对称正负信号则表示被检测目标为动态热源,否则表示为静止热源.用这种方法对敏感元件的输出信号进行处理可以十分有效地消除位置固定(或移动速度很慢)的热源所产生的干扰.     

基于热释电红外传感器的车辆和人员分类

设计了一种应用于野外环境中的热释电红外系统,并创新性地提出用单热释电红外传感器节点进行车辆和人员的分类.分类算法利用信号的幅度、信号的持续时间、信号一阶差分值的绝对值的最大值作为特征向量,利用支持向量机（SVM）进行目标分类.在10,20 m处分类准确率分别可以达到93.5％,94.5％,并且针对10,20m的综合分类准确率可以达到92％.该系统扩展了热释电传感器的应用范围和应用场景,所用分类方法对于其他同类传感器系统具有一定的借鉴意义.     

基于热释电传感器的时间差测距改进算法

通过测量热释电信号峰—峰值的时间差,可以计算目标到探测器之间的距离。当目标人员垂直穿过热释电传感器探测视场时,能够很好地测得距离的大小。而对于目标人员斜切进入探测视场时,现有的方法就出现了较大的误差。因此,在实验的基础上,对原有测距算法进行改进和修正,实现了人员目标30 m范围内以60°角斜切进入探测视场的有效测量,拓宽了时间差法测距的适用范围,具有较好的应用价值与市场前景。     

基于MMS的嵌入式智能安防系统设计

介绍了一种基于彩信的嵌入式红外报警系统设计。该系统将摄像头、热释电红外传感器、GPRS模块和微控制器LPC2136集成在一起,实现了异常情况自动侦测、智能判断及彩信报警等功能,克服了传统安防系统误报率较高、结构复杂、成本较高等缺点,在家庭安防领域有较强的适用性和竞争性。     

智能照明控制器的设计

为降低公共场所用电浪费现象,设计出一种室内照明控制电路。以AT89C52单片机为核心,采用热释电红外传感器和光照检测相结合的方案,将热释电红外传感器检测到的人体移动信号与光照强弱信号送入单片机,实现在室内环境光照较强或光较弱但室内又无人时切断照明设备,在室内光照较弱且热释电红外传感器检测室内有人时接通照明设备。结果表明,该电路简单可行、成本低、控制灵敏度高,能够有效对室内照明设备进行控制,达到节能照明与科学管理的目的。